Efecte Bernoulli

Per què volen els avions?

L’aparell navega suspès com a conseqüència de la diferència de pressió de l’aire en les ales

En 1903 els germans Wilbur i Orville Wright van ser els primers a volar amb un bipla propulsat a motor. Aquell fet va marcar l’inici de la història de l’aviació. Des de llavors, al voltant de la ciència aeroespacial s’han produït tot tipus de desenvolupaments tecnològics, però cap hagués servit de res si no s’hagués assolit abans el que l’home buscava des de feia segles: guanyar la batalla a la llei de la gravitació universal, pronunciada per Newton, amb l’altra llei física coneguda com el Teorema de Bernoulli, en el qual es va basar el principi de la sustentació dels avions. Contra el que es pogués pensar, ambdues demostracions són gairebé contemporànies, amb el que la teoria estava enunciada des del segle XVIII i només faltava saber dur-la a la pràctica. Es tractava d’aconseguir anul·lar la força calculada per Newton sobre un objecte, l’avió, aplicant el que assegurava Bernoulli: quan augmenta la velocitat de l’aire, la seva pressió disminueix.

A partir d’aquí, encara que són moltes més les variants que condicionen el vol, l’explicació més senzilla per a poder entendre les raons per les quals volen els avions se centra en la forma de les seves ales. El seu disseny permet que l’aire circuli més ràpid per la part superior de l’ala i més lent per la seva banda inferior. Això fa que la pressió sota l’ala sigui major que damunt d’ella i, per tant, l’avió rep una empenta cap amunt. Així, queda suspès entre dues forces. Quan l’avió es mou a causa de la força del motor, l’aire circula per les seves ales produint l’embranzida que el fa volar.

No obstant això, abans de solcar el cel ha d’assolir alçar-se. En la capçalera de la pista, el pilot posa els motors a la seva màxima potència, però amb els frens accionats. La potència màxima depèn de les característiques de l’aeronau, del nombre de passatgers i de la distància a recórrer, el que determinarà la quantitat de combustible necessària per al vol. Tot això ho tenen molt en compte els dissenyadors perquè els motors de l’aparell han d’arribar a una força equivalent a la tercera part del pes total. Per exemple, en un avió comercial de 100 passatgers i 50 tones de pes, cada motor necessitaria tenir vuit tones de força per a aconseguir desenganxar. Quan s’assoleix la velocitat, l’aparell recorre la pista fins que el pilot eleva el morro de l’avió amb el maneig dels flaps (dispositius hipersustentadors) de cua, que fa pivotar a l’avió i les ales augmenten així la força de sustentació, el que permet l’enlairament.

La fi del vol conclou amb l’operació més difícil, l’aterratge. Es tracta d’una maniobra complexa en la qual intervenen múltiples factors: la direcció del vent, les turbulències, la selecció del camp, els obstacles, la planeació i l’efecte sòl. Tot culmina amb el ‘flare’, és a dir, l’operació amb la qual s’obren els flaps amb el propòsit d’oferir més superfície a les ales per a assolir que, amb menor velocitat, l’avió segueixi subjecte en l’aire. Les ales, en certa mesura, es converteixen en una espècie de paracaigudes. Quan el tren d’aterratge toca el terra, els motors reorienten les aspes de les seves turbines i la seva força, amb el que, en lloc de produir l’avanç de l’avió, ho frenen.